[发明专利]用于电渣重熔设备中实现渣阻摆幅控制的装置及控制方法

说明书

本发明公开的用于电渣重熔设备中实现渣阻摆幅控制的装置及控制方法，属于电渣重熔设备技术领域。电压摆幅控制系统采取两个闭环控制方式：一个是摆幅控制闭环，其目的是维持电极在渣中稳定的浸入深度，稳定的浸入深度能得到好的钢锭表面质量，并根据冶炼工艺要求期望摆幅设置到PLC，PLC程序通过算法计算出实际电压摆幅和设定摆幅比较后计算出需要叠加的电压，并和初始电压加权后计算出设定电压；另一个是电压控制闭环，通过设定电压和实际电压偏差计算后所得值输入到触发单元，经过触发单元计算后控制可控硅的开度输出达到设定电压，并通过改变的电压去调整电极的插入深度从而维持一个稳定的冶炼过程，实现重熔炉的摆幅控制。

技术领域

本发明属于电渣重熔设备技术领域，用于电渣重熔的电压摆幅、渣阻摆幅控制，尤其是涉及用于电渣重熔设备中实现渣阻摆幅控制的装置及控制方法。

背景技术

电渣冶金是利用电流通过液态熔渣产生电阻热用以精炼金属的一种特种熔炼方法；它是一项跨学科、跨行业的技术，用于重熔精炼时称为电渣重熔；用于铸造时称作电渣熔铸；用于焊接时称做电渣焊；用于制备复合材料时称做电渣复合；用于铸锭加热补缩时称为电渣热封顶；用于连续铸钢之中间罐的中间罐电渣加热，将熔融钢水浇入水冷结晶器，经过导电状态的熔渣渣洗的电渣浇铸，在耐火材料炉衬的炉体内，利用电渣过程，熔化金属使之合金化，制获得优质合金钢钢水供铸造的有衬电渣炉熔炼，将有衬电渣炉与离心铸造相结合的电渣离心浇铸，在感应炉内(钢液上面)制造电渣过程，活化炉渣，强化脱硫，发展形成了感应电渣炉，进一步与离心浇铸相结合形成感应电渣离心浇铸；电渣冶金一般通称为电渣重熔，是利用炉渣作为电阻和提纯剂，熔渣和钢液的精炼及钢锭结晶都在一个水冷结晶器中进行从而可控制钢锭结晶的一种冶金方法，其产品具有纯净度高、力学性能和使用性能好、金属纯净、组织致密、成分均匀、成型良好、表面光洁、使用性能优异。因此在国民经济的许多重要领域用于生产高端产品或关键部件；电渣钢在高端工具、航空航天、高铁、造船、军工领域有非常重要的用途。

目前国外有三家公司提供电渣炉设备两家是欧洲的ALD和INTECO，另一家是美国的CONSAC；国产电渣炉经过多年的发展在机械设备部分和控制系统部分的水平已追上了国外设备，唯有电源部分有一定的差别，只有电源和控制系统紧密结合才能统一，发挥设备的良好性能。目前国产和国外的电渣炉的电源采用的原理都是可控饱和电抗器调整二次电压，俗称为磁性调压变压器。其中欧洲两家电渣炉设备采用德国MUNK电源、MUNK电源已禁止向中国电渣炉制造厂家出口，CONSAC处于对市场的保护也禁止给国内电渣炉制造厂家提供电源技术，所以国产电渣炉设备唯有突破电源技术才能和国外产品媲美，也才能生产出高品质钢材。本申请文件的发明人在研究中发现：国产磁性调压变压器目前的控制精度和输出响应时间与国外相比有一定差距，这就导致在采用国产装备生产一些高端电渣钢有一定的困难，现有的大功率晶闸管应用已非常成熟，具有控制精度高无输出滞后等特点。为此，本申请发明人对此结构进行了改良；采用此发明的电源可以完全替代单相磁性调压变压器即可控饱和电抗器调压变压器，在该电源下才能瞬间输出稳定的电流和电压、控制软件实时计算出实际设定渣阻，实现电渣重熔的电压摆幅、渣阻摆幅控制。

发明内容

本发明的目的在于提供用于电渣重熔设备中实现渣阻摆幅控制的装置及使用方法，采用大功率晶闸管替代单相磁性调压变压器，即可控饱和电抗器调压变压器，在该电源下才能瞬间输出稳定的电流和电压、控制软件实时计算出实际设定渣阻，实现电渣重熔的电压摆幅、渣阻摆幅控制。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：用于电渣重熔设备中实现渣阻摆幅控制的装置，包括主变压器和重熔炉，还包括触发单元、同步信号隔离、可控硅、PLC、信号隔离检测，所述触发单元与所述同步信号隔离和PLC相连并与所述可控硅控制极相连，所述可控硅的电流输入回路与所述主变压器相连、可控硅的电流输出回路与所述重熔炉相连，所述信号隔离检测用于检测所述重熔炉内的信号并传输至所述PLC和触发单元。

所述信号隔离检测包括保护信号和检测信号，所述保护信号、检测信号分别与所述PLC和触发单元连接。

所述可控硅为多个且串联。